为何会有socket，它起到什么作用
- 单节点的服务器，进程间的通信可归结为以下四类：
- 消息传递（管道、FIFO、消息队列）
- 同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量）
- 共享内存（匿名的和具名的）
- 远程过程调用（Solaris门和Sun RPC）
在本地可以通过PID唯一标识一个进程，但是网络中两个进程的PID很容易冲突。利用TCP/IP协议族的概念，IP标识节点，protocol+port标识进程，利用三元组(IP, protocol, port)就可以标识网络中不通的进程。
TCP/IP这个协议栈，需要向上层提供服务，也就像OS系统一样，会有各种抽象接口，如linux的read()、fork()等函数。结构图如下
从以上的结构图可知，socket跟TCP/IP并没有必然的联系，socket编程接口在设计的时候，就希望能其他的网络协议。socket的出现也就是为了更方便的使用TCP/IP协议而已，其对TCP/IP协议进行了抽象，形成几个最基本的操作，让网络间的进程通信更加简洁明了。比如：create、 listen、 accept、 connecte、 read、 write等。
从发展史来看，socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲学的思想下,对于文件用打开、 读写、 关闭、模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件。socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现，服务器和客户端各自维护一个"文件"，在建立连接打开后，可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通讯结束时关闭文件。
例如，如果一个程序创建了一个socket，并bind了80端口，就是向TCP/IP协议声明了其对80端口的占用。以后，所有目标是80端口的TCP数据包都转给该程序（因为使用socket，所以理应先有socket来处理）。通俗地讲，服务程序，在listen某个端口并accept某个请求连接后，会生成一个新的socket来对该请求处理。
Socket Definition:
A socket is one endpoint of a two-way communication link between two programs running on the network. A socket is bound to a port number so that the TCP layer can identify the application that data is destined to be sent to.
An endpoint is a combination of an IP address and a port number.
socket通信流程
socket是"打开—读/写—关闭"模式的实现，以使用TCP协议通讯的socket为例
- server端
- socket()用于创建一个socket描述符，它唯一标识一个socket。这个socket描述符跟文件描述字一样，后续的操作都有用到它，把它作为参数，通过它来进行一些读写操作。
- bind()把一个地址族中的特定地址赋给socket。也就是绑定服务端的IP跟端口
- 调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket，如果客户端这时调用connect()发出连接请求，服务器端就会用accept()接收到这个请求。
- client端
- socket()初始化一个socket描述符文件句柄
- connect()的参数填上服务端的IP，端口系统会随机分配，如果server收到请求就会调用accept()接受这个请求。
- 数据传输
- 建立连接后，两者之间就调用，read()、write()函数传数据。
- 数据传输完成
- 传输完毕后，双方都调用close()函数，关闭socket链接服务。
- 网络层取出IP头，判断网络包下一步走向，比如是交给上层处理还是转发。当网络层认为这个包是要发送给本机后，会取出上层协议（TCP还是UDP），去掉IP包头，交给传输层处理。
- 传输层取出TCP头或者UDP头后，根据
<source-IP, source-port, destination-ip, destination-port>四元组作为标识，找出对应的socket，并把数据copy到socket的接受缓冲区中。 -
最后，application就可以使用socket的相关接口，读取新接收到的数据了。
socket三次握手
- 客户端向服务器发送一个SYN J
- 服务器向客户端响应一个SYN K，并对SYN J进行确认ACK J+1
-
客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
socket四次断开
- 某个应用进程首先调用close主动关闭连接，这时TCP发送一个FIN M；
- 另一端接收到FIN M之后，执行被动关闭，对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程，因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据；
- 一段时间之后，接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N；
-
接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。
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